DE102017216211A1

DE102017216211A1 - Kollisionsschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE102017216211A1
Application number: DE102017216211.2A
Authority: DE
Inventors: Florian Pohl; Christian Herrmann; Wolfgang Übel
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2019-03-14

Abstract

Eine Kollisionsschutzeinrichtung (20) für ein erstes zu überwachendes Verstellteil (2) eines Kraftfahrzeugs (1) wird angegeben. Die Kollisionsschutzeinrichtung (20) umfasst einen Näherungssensor (23) zur Erfassung eines Hindernisses in einem Stellweg (8) des ersten Verstellteils (2), sowie eine mit dem Näherungssensor (23) zusammenwirkende Steuereinheit (24), die dazu eingerichtet ist, ein Messsignal (K) des Näherungssensors (23) auf einen drohenden Kollisionsfall hin auszuwerten und bei Detektion eines Hindernisses in dem Stellweg (8) ein den drohenden Kollisionsfall anzeigendes Signal (S) auszugeben. Zumindest ein Bestandteil des Näherungssensors (23) ist an dem ersten zu überwachenden Verstellteil (2) angeordnet, so dass ein Verstellvorgang des ersten Verstellteils (2) das von dem Näherungssensor (23) erfasste Messsignal (K) beeinflusst, wobei mindestens ein weiteres Verstellteil (3) des Kraftfahrzeugs (1) in der Nähe des ersten Verstellteils (2) angeordnet ist, so dass ein Verstellvorgang des weiteren Verstellteils (3) ebenfalls das von dem Näherungssensor (23) erfasste Messsignal (K) beeinflusst. Die Steuereinheit (24) berücksichtigt bei der Auswertung des Messsignals (K) sowohl die Stellposition (x1) des ersten Verstellteils (2) als auch die Stellposition (x2) des weiteren Verstellteils (3).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kollisionsschutzeinrichtung für ein zu überwachendes Verstellteil eines Kraftfahrzeugs, wobei es sich bei dem Verstellteil insbesondere um eine motorisch verschwenkbare Seitentür des Kraftfahrzeugs handelt. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Kraftfahrzeug, welches die Kollisionsschutzeinrichtung umfasst.
Moderne (Kraft-)Fahrzeuge sind häufig mit motorisch verstellbaren Fahrzeugteilen ausgestattet, denen meist aus Sicherheitsgründen eine Kollisionsschutzeinrichtung (im Folgenden auch kurz „Kollisionsschutz“) zugeordnet ist. Der Kollisionsschutz dient dazu, in einer Situation, bei der sich ein Hindernis (allgemein ein Objekt) unter Kollisionsgefahr im Stellweg des verstellbaren Fahrzeugteils befindet, den Verstellvorgang zu stoppen oder zu reversieren. Typischerweise ist ein solcher Kollisionsschutz für automatisch öffnende und/oder schließende Fahrzeugtüren vorgesehen, insbesondere für Seitentüren oder Heckklappen. Ist der Stellweg zwischen dem verstellbaren und einem anderen, insbesondere feststehenden, Fahrzeugteil angeordnet, so wird der Kollisionsschutz häufig auch als „Einklemmschutz“ bezeichnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders zuverlässigen Kollisionsschutz für ein verstellbares Fahrzeugteil (auch kurz: „Verstellteil“) anzugeben.
Diese Aufgabe wird bezüglich einer Kollisionsschutzeinrichtung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich eines Kraftfahrzeugs, das die Kollisionsschutzeinrichtung umfasst, wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 11. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
Die erfindungsgemäße Kollisionsschutzeinrichtung für ein erstes zu überwachendes Verstellteil eines Kraftfahrzeugs umfasst einen Näherungssensor zur Erfassung eines in einen Stellweg des Verstellteils eindringenden Hindernisses, sowie eine mit dem Näherungssensor zusammenwirkende Steuereinheit.
Die Steuereinheit ist dabei eingerichtet, ein von dem Näherungssensor erfasstes Messsignal hinsichtlich eines drohenden Kollisionsfalls auszuwerten und ein den drohenden Kollisionsfall anzeigendes Signal auszugeben, wenn die Auswertung zur Detektion eines Hindernisses in dem Stellweg führt. Dieses Signal ist nachfolgend kurz als „Auslösesignal“ bezeichnet. Die Erzeugung und Ausgabe dieses Auslösesignals zur Signalisierung eines drohenden Kollisionsfalls wird nachfolgend auch als „Auslösung der Kollisionsschutzeinrichtung“ bezeichnet.
Im Rahmen der Erfindung ist ein Bestandteil des Näherungssensors, insbesondere der gesamte Näherungssensor, an dem zu überwachenden Verstellteil angeordnet, so dass ein Verstellvorgang des zu überwachenden Verstellteils durch dessen Bewegung das von dem Näherungssensor erfasste Messsignal beeinflusst. Weiterhin im Rahmen der Erfindung ist mindestens ein weiteres Verstellteil des Fahrzeugs derart in der Nähe des ersten zu überwachenden Verstellteils angeordnet, dass ein Verstellvorgang des weiteren Verstellteils ebenfalls das von dem Näherungssensor erfasste Messsignal beeinflusst. Erfindungsgemäß berücksichtig die Steuereinheit bei der Auswertung des Messsignals hinsichtlich eines Kollisionsfalls sowohl die Stellposition des ersten zu überwachenden Verstellteils als auch die Stellposition des weiteren Verstellteils.
Als „Verstellteil“ im Sinne der Erfindung ist generell jedes Fahrzeugteil bezeichnet, das von einer ersten Endposition in eine andere Endposition verfahrbar oder verschwenkbar ist, so dass das Verstellteil bei einem Verstellvorgang (bei einer Verstellbewegung) von einer Endposition in die andere Endposition einen bestimmten Stellweg oder Schwenkweg durchläuft. Eine beliebige Lage des Verstellteils zwischen den beiden Endpositionen ist dabei als dessen aktuelle Stellposition bezeichnet. In einem bevorzugten Anwendungsfall handelt es sich bei dem zu überwachenden Verstellteil um eine verschwenkbare Seitentür des Fahrzeugs. Grundsätzlich kann es sich bei dem zu überwachenden Verstellteil jedoch auch um eine Seitenschiebetür, eine Seitenscheibe oder einen Fahrzeugsitz handeln, ohne auf diese Anwendungsfälle beschränkt zu sein.
Indem die Stellposition beider Verstellteile und somit deren beider positionsabhängiger Einfluss auf das von dem Näherungssensor erfasste Messsignal bei dessen Auswertung berücksichtigt wird, ergibt sich vorteilhafterweise ein besonders fehlersicherer Kollisionsschutz. Die Erfindung verhindert zuverlässig, dass das weitere Verstellteil als ein Hindernis detektiert wird, wenn es bei seinem Verstellvorgang in den Erfassungsbereich des dem zu überwachenden Verstellteil zugeordneten Näherungssensors eindringt. Ein in solchermaßen fehlerhaftes Auslösen des Kollisionsschutzes wird somit vorteilhaft vermieden. Resultierend kann die Empfindlichkeit des Kollisionsschutzes erhöht werden, wodurch die Zuverlässigkeit des Kollisionsschutzes weiter erhöht wird.
In einem vorgesehenen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Kollisionsschutzeinrichtung handelt es sich bei dem zu überwachenden Verstellteil um eine Seitentür, insbesondere um eine verschwenkbare Seitentür, des Kraftfahrzeugs.
Vorzugsweise handelt es sich dabei bei dem zu überwachenden Verstellteil um eine vordere Seitentür des Kraftfahrzeugs, d.h. um die Fahrertür oder die Beifahrertür, wobei das weitere Verstellteil die zugehörige (d.h. die auf der gleichen Seite angeordnete) hintere Seitentür (Fondtür) des Kraftfahrzeugs ist.
Handelt es sich bei dem Verstellteil um eine (insbesondere verschwenkbare) Seitentür des Fahrzeugs, so ist der Näherungssensor vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Schließkante der Tür hinsichtlich eines Kollisionsfalls (bzw. Einklemmfalls) zu überwachen. Der Näherungssensor oder zumindest ein Bestandteil desselben ist demnach in diesem Fall an der Schließkante angeordnet. Bei einer um ein Gelenk verschwenkbaren Seitentür ist die Schließkante insbesondere an einem dem Gelenkrand gegenüberliegenden Rand der Seitentür angeordnet.
Grundsätzlich können im Rahmen der Erfindung verschiedenartige Näherungssensoren in der Kollisionsschutzeinrichtung eingesetzt werden. So kann der Näherungssensor im Rahmen der Erfindung beispielsweise als Infrarot-, Ultraschall- oder Radar-Sensor oder als optischer Sensor, insbesondere Lidar-Sensor, ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist der Näherungssensor allerdings als kapazitiver Näherungssensor ausgebildet. In dieser Ausführungsform umfasst der Näherungssensor mindestens eine Sensorelektrode, die an dem ersten zu überwachenden Verstellteil angeordnet ist. Sofern der kapazitive Näherungssensor mehrere Sensorelektroden umfasst, so sind vorzugsweise alle diese Sensorelektroden an dem zu überwachenden Verstellteil angeordnet.
Insbesondere, wenn die Kollisionsschutzeinrichtung zur Realisierung eines Einklemmschutzes eingerichtet ist, ist es im Rahmen der Erfindung allerdings auch möglich, dass mindestens eine der Sensorelektroden an dem zu überwachenden Verstellteil angeordnet ist, während mindestens eine andere Sensorelektrode des selben Näherungssensors an einem Fahrzeugteil angeordnet ist, gegenüber dem eine Einklemmgefahr besteht.
Der kapazitive Näherungssensor arbeitet in einer vorteilhaften Ausführungsform nach dem sogenannten „Ein-Elektroden-Prinzip“. In diesem Fall umfasst der Näherungssensor entweder nur eine einzige Sensorelektrode oder eine Mehrzahl gleichartiger Sensorelektroden, wobei mit der oder jeder Sensorelektrode ein elektrisches Feld gegenüber Masse (beispielsweise einem geerdeten Fahrzeugteil) aufgebaut wird. Die oder jede Sensorelektrode ist hierbei mit einem Kapazitätsmessglied verschaltet, das dazu eingerichtet ist, die Kapazität der oder jeder Sensorelektrode gegen Masse zu messen.
In einer bevorzugten alternativen Ausführungsform arbeitet der kapazitive Näherungssensor nach dem sogenannten „Sender-Empfänger-Prinzip“. Dabei umfasst der kapazitive Näherungssensor mehrere Sensorelektroden, von denen mindestens eine als Sendeelektrode, und mindestens eine andere als Empfangselektrode betrieben wird. Ein solcher Näherungssensor emittiert über die Sendeelektrode ein elektrisches Wechselfeld und misst an der Empfangselektrode die Kapazität des durch die beiden Sensorelektroden gebildeten Kondensators.
Die Steuereinheit der Kollisionsschutzeinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, systematische Kapazitätsänderungen, die durch die Bewegung des zu überwachenden Verstellteils sowie durch die Bewegung des weiteren Verstellteils hervorgerufen werden, zu kompensieren.
Hierzu vergleicht die Steuereinheit eine von dem Näherungssensor erfasste Kapazitätsmessgröße mit einem vorgegebenen Referenzwert und gibt das Auslösesignal nur dann aus, wenn die Kapazitätsmessgröße nach Maßgabe eines vorgegebenen Auslösekriteriums von dem Referenzwert abweicht. Der Referenzwert ist hierbei sowohl variabel in Abhängigkeit von der Stellposition des zu überwachenden Verstellteils als auch variabel in Abhängigkeit von der Stellposition des weiteren Verstellteils vorgegeben.
Vorzugsweise ist der Referenzwert dabei kontinuierlich in Abhängigkeit von der Stellposition des ersten und/oder des weiteren Verstellteils vorgegeben. Dies bedeutet, dass die Abhängigkeit des Referenzwerts von der Stellposition für den gesamten Stellweg des betreffenden Verstellteils in Form einer stetigen mathematischen Funktion vorgegeben ist. Im Falle einer kontinuierlichen Vorgabe für beide Verstellteile wird der Referenzwert demnach aus einem kontinuierlichen dreidimensionalen Referenzfeld gemäß der jeweiligen Stellpositionen ausgewählt.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Referenzwert in diskreten Stufen in Abhängigkeit von der Stellposition des ersten und/oder des weiteren Verstellteils vorgegeben. Der Referenzwert ist demnach nach Art einer Kennwerttabelle nur für einzelne bestimmte Stellpositionen vorgegeben, bspw. nur für die beiden Endpositionen des Stellwegs.
In einer bevorzugten Kombination ist der Referenzwert in Hinblick auf die Stellposition des zu überwachenden Verstellteils in einer kontinuierlichen Funktion vorgegeben, während die Abhängigkeit von der Stellposition des weiteren Verstellteils nur für diskrete Stellpositionen vorgegeben ist.
Vorzugsweise wird die Abhängigkeit des Referenzwertes von der Stellposition des zu überwachenden Verstellteils, sowie die Abhängigkeit von der Stellposition des mindestens einen weiteren Verstellteils im Betrieb der Kollisionsschutzeinrichtung eingelernt und insbesondere automatisch an sich ändernde Umgebungsbedingungen angepasst.
Sowohl dem zu überwachenden Verstellteil als auch dem weiteren Verstellteil ist vorzugsweise eine Stellvorrichtung mit einem (insbesondere elektrischen) Stellmotor zugeordnet, mittels welcher das jeweilige Verstellteil automatisch zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung verstellbar ist. In diesem Fall wird das von der Kollisionsschutzeinrichtung ausgegebene Auslösesignal vorzugsweise der Stellvorrichtung zugeführt, die ihrerseits dazu eingerichtet ist, eine Verstellbewegung des zu überwachenden Verstellteils bei Erhalt des Auslösesignals zu stoppen oder zu reversieren. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die das erste Verstellteil überwachende Kollisionseinrichtung das Auslösesignal auch an die Stellvorrichtung des weiteren Verstellteils ausgibt. Die Kollisionsschutzeinrichtung des ersten Verstellteils kann somit auch die Verstellbewegung des weiteren Verstellteils stoppen.
Grundsätzlich kann die Kollisionsschutzeinrichtung im Rahmen der Erfindung aber auch bei handbetätigten Verstellteilen eingesetzt werden. In diesem Fall wird durch das Auslösesignal zweckmäßigerweise eine Warnung, beispielsweise ein Warnton, ausgelöst. Eine solche Warnung kann allerdings als (insbesondere zusätzliche) Reaktion auf die Erzeugung des Auslösesignals auch bei motorisch betriebenen Seitentüren vorgesehen sein.
Ist das erste und/oder zweite Verstellteil mit Hilfe einer Stellvorrichtung motorisch verstellbar (wie vorstehend beschrieben), so ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die oder jede Stellvorrichtung, insbesondere ein Motorsteuergerät der Stellvorrichtung, die Stellposition des zugeordneten Verstellteils zur Auswertung an die Steuereinheit der Kollisionsschutzeinrichtung ausgibt.
Handelt es sich bei dem ersten und/oder dem zweiten Verstellteil um ein manuell betriebenes Verstellteil, so ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass dem ersten und/oder zweiten Verstellteil ein Wegsensor zugeordnet ist, der dazu eingerichtet ist, die jeweilige Stellposition zur Auswertung an die Steuereinheit der Kollisionsschutzeinrichtung auszugeben. Prinzipiell kann jedoch auch einem motorisch betriebenen Verstellteil ein solcher Wegsensor zugeordnet sein.
In einer vergleichsweise unaufwändigen Ausführungsform ist dem ersten und/oder weiteren Verstellteil ein Endschalter zugeordnet, wobei der oder jeder Endschalter dazu eingerichtet ist, seinen jeweiligen Schaltzustand zur Auswertung an die Steuereinheit der Kollisionsschutzeinrichtung auszugeben. Der jeweilige Schaltzustand des Endschalters gibt dabei Auskunft über die Stellposition des Verstellteils. Handelt es sich bei dem Verstellteil um eine Fahrzeugtür, ist der Endschalter beispielsweise durch ein Schlosssignal realisiert.
Obwohl die Kollisionsschutzeinrichtung in einem bevorzugten Anwendungsfall für die Überwachung einer verschwenkbaren Seiten-Vordertür vorgesehen ist, ist die Erfindung auf diese Anwendung nicht beschränkt.
Grundsätzlich kann dem Kollisionsschutz auch die Stellposition mehrerer das Näherungssignal beeinflussender Verstellteile als Eingangsgröße zugeführt werden. Im Falle eines kapazitiven Näherungssensors hängt der Referenzwert dann mehrdimensional von der Stellposition des zu überwachenden Verstellteils sowie von den jeweiligen Stellpositionen der weiteren Verstellteile ab.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist mindestens ein (insbesondere motorisch betriebenes) erstes zu überwachendes Verstellteil, sowie ein weiteres (ebenfalls insbesondere motorisch betriebenes) Verstellteil auf, das in der Nähe des ersten Verstellteils angeordnet ist. Das Kraftfahrzeug weist weiterhin die erfindungsgemäße Kollisionsschutzeinrichtung auf. Mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und Weiterentwicklungen dieser Kollisionsschutzeinrichtung korrespondieren entsprechende Ausführungsformen und Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, so dass diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 in einer grob schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug mit einer vorderen Seitentür und einer hinteren Seitentür,
2 in einem schematisch vereinfachten Horizontalschnitt eine Seitenverkleidung des Kraftfahrzeugs gemäß 1 mit den beiden Seitentüren,
3 in einer gegenüber 1 weiter schematisierten Seitenansicht einen Ausschnitt des Kraftfahrzeugs mit jeweils einer Stellvorrichtung zur motorischen Bewegung der vorderen Seitentür und der hinteren Seitentür sowie mit je einer (vorderen bzw. hinteren) Kollisionsschutzeinrichtung für die vordere Seitentür und die hintere Seitentür, wobei jede Kollisionsschutzeinrichtung jeweils einen kapazitiven Näherungssensor umfasst, der entlang einer jeweiligen Schließkante der jeweils zugeordneten Seitentür angeordneten ist, und
4 in einem Diagramm gegen die Stellposition der vorderen Seitentür bei unterschiedlichen Stellpositionen der hinteren Seitentür jeweils den Verlauf eines Referenzwertes, den die vordere Kollisionsschutzeinrichtung mit einer Kapazitätsmessgröße des zugeordneten kapazitiven Näherungssensors vergleicht, um einen drohenden Einklemmfall von einer gewöhnlichen, türstellungsabhängigen Kapazitätsänderung zu unterscheiden.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in grob schematischer Vereinfachung ein Kraftfahrzeug 1, das in üblicher Weise auf beiden Seiten jeweils zwei Seitentüren aufweist, nämlich jeweils eine vordere Seitentür 2 und eine hintere Seitentür 3. Etwa in der Fahrzeugmitte, nämlich im Bereich der sogenannten B-Säule (nicht explizit dargestellt), stoßen die beiden Seitentüren 2 und 3 unmittelbar aneinander. Zur Vorderseite des Kraftfahrzeugs 1 hin schließt an die vordere Seitentür 2 ein vorderer Kotflügel 4 an. Zum Fahrzeugheck hin schließt an die hintere Seitentür 3 ein hinterer Kotflügel 5 an.
Die aus dem vorderen Kotflügel 4, der vorderen Seitentür 2, der hinteren Seitentür 3 und dem hinteren Kotflügel 5 gebildete Seitenverkleidung des Kraftfahrzeugs 1 ist in 2 in einem grob schematisch vereinfachten Horizontalschnitt dargestellt. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass jede der beiden Seitentüren 2 und 3 reversibel um ein Gelenk schwenkbar zwischen einer Schließstellung 6 und einer Öffnungsstellung 7 am Fahrzeugchassis angelenkt ist. In der jeweiligen Schließstellung 6 sind die Seitentüren 2 und 3 hierbei jeweils mit durchgezogenen Linien dargestellt. Mit gestrichelten Linien sind die Seitentüren 2 und 3 dagegen jeweils in der Öffnungsstellung 7 dargestellt.
Der jeweilige Raumbereich, den die Seitentüren 2 und 3 während der Schwenkbewegung zwischen der Schließstellung 6 und der jeweiligen Öffnungsstellung 7 durchstreifen, ist als Schwenkweg 8 bezeichnet. Die jeweils aktuelle Schwenkstellung entlang dieses Schwenkweges 8 ist im Falle der vorderen Seitentür 2 als Stellposition x1 und im Fall der hinteren Seitentür 3 als Stellposition x2 bezeichnet. Jede Stellposition x1, x2 korrespondiert mit einem entsprechenden Öffnungswinkel der zugeordneten Seitentür 2,3. Die Stellpositionen x1 und x2 sind hierbei als mathematische Variablen aufzufassen, die in der Schließstellung 6 beispielsweise den Wert null (x1,x2 = 0), und in der jeweiligen Öffnungsstellung 7 jeweils einen von null verschiedenen, positiven Wert (x1,x2=xO > 0) aufweisen. Der hintere, von dem Gelenk abgewandte Rand der jeweiligen Seitentür 2,3 ist als deren Schließkante 10 bezeichnet. In der Schließstellung 6 grenzt die Schließkante 10 unter Einklemmgefahr an die umgebende Seitenverkleidung des Kraftfahrzeugs 1 an.
Wie in 3 grob schematisch angedeutet ist, ist jeder der Seitentüren 2 und 3 jeweils eine Stellvorrichtung 12 bzw. 13 zugeordnet, die die jeweilige Seitentür 2,3 automatisch entlang des Schwenkweges 8 verschwenkt. Jede Stellvorrichtung 12,13 umfasst in schematisch angedeuteter Weise einen elektrischen Stellmotor 15, der über eine Stellmechanik auf die zugeordnete Seitentür 2,3 wirkt. Jede Stellvorrichtung 12,13 umfasst weiterhin eine als Motorsteuergerät 16 bezeichnete Steuereinheit zur Ansteuerung des Stellmotors. Die Motorsteuergeräte 16 sind beispielsweise durch Mikrocontroller gebildet, in denen eine Betriebssoftware (Firmware) implementiert ist. Um zu verhindern, dass beim automatischen Schließen einer der Seitentüren 2,3 ein Hindernis (z.B. ein Körperteil eines Fahrzeugnutzers wie z.B. ein Finger oder ein Gegenstand) zwischen der Schließkante 10 und dem Fahrzeug eingeklemmt wird, oder dass eine der Seitentüren 2,3 beim automatischen Öffnen mit einem im Schwenkweg 8 befindlichen Hindernis kollidiert, ist jeder der beiden Seitentüren 2 und 3 jeweils eine Kollisionsschutzeinrichtung 20 bzw. 21 zugeordnet. Jede der beiden Kollisionsschutzeinrichtungen 20,21 umfasst hierbei jeweils einen kapazitiven Näherungssensor 23 sowie eine zugeordnete Steuereinheit 24. Die der vorderen Seitentür 2 zugeordnete Kollisionsschutzeinrichtung 20 ist auch als vordere Kollisionsschutzeinrichtung 20 bezeichnet. Die der hinteren Seitentür 3 zugeordnete Kollisionsschutzeinrichtung 21 ist entsprechend auch als hintere Kollisionsschutzeinrichtung 21 bezeichnet. Optional sind die Kollisionsschutzeinrichtungen 20, 21 sowie die Stellvorrichtungen 12, 13 in eine gemeinsame Baueinheit integriert.
Wie 3 zu entnehmen ist, hat der Näherungssensor 23 der vorderen Kollisionsschutzeinrichtung 20 eine langgestreckte Form. Er ist entlang der Schließkante 10 der Seitentür 2 angebracht, so dass er den schlossseitigen Rand der Seitentür 2 flankiert. Ebenso weist auch der kapazitive Näherungssensor 23 der hinteren Kollisionsschutzeinrichtung 21 eine langgestreckte Form auf. Dieser Näherungssensor 23 ist entlang der Schließkante 10 der hinteren Seitentür 3 angebracht.
Jeder Näherungssensor 23 umfasst jeweils zwei langgestreckte Sensorelektroden (hier nicht im Einzelnen dargestellt), die entlang der jeweiligen Schließkante 10 verlegt sind. Zusätzlich zu diesen Sensorelektroden umfasst der Näherungssensor 23 in beiden Fällen jeweils einen nicht näher dargestellten Signalerzeugungsschaltkreis sowie ein ebenfalls nicht näher dargestelltes Kapazitätsmessglied.
Die beiden kapazitiven Näherungssensoren 23 der Kollisionsschutzeinrichtungen 20 und 21 arbeiten vorzugsweise nach dem vorstehend bereits angesprochenen „Sender-Empfänger-Prinzip“. Entsprechend wird eine der beiden Sensorelektroden im Betrieb des jeweiligen Näherungssensors 23 als Sendeelektrode betrieben, indem der Signalerzeugungsschaltkreis des Näherungssensors 23 diese Sensorelektrode mit einer elektrischen Wechselspannung beaufschlagt. Unter Wirkung dieser Wechselspannung erzeugt die genannte Sensorelektrode ein elektrisches Feld, das sich in dem umgebenden Raum, und damit in einen der Schließkante 10 vorgelagerten Raum, ausbreitet. Die jeweils andere Sensorelektrode des jeweiligen Näherungssensors 23 wird als Empfangselektrode betrieben, indem mittels des Kapazitätsmessglieds der unter Wirkung des elektrischen Feldes in dieser Sensorelektrode induzierte Verschiebestrom gemessen wird. Aus dem gemessenen Verschiebestrom leitet das Kapazitätsmessglied eine (Kapazitäts-)Messgröße K ab, die für die (elektrische) Kapazität des durch die Sensorelektroden gebildeten Kondensators charakteristisch ist. Der Näherungssensor 23 leitet diese Kapazitätsmessgröße K der zugehörigen Steuereinheit 24 als Eingangsgröße zu.
Die Steuereinheit 24 vergleicht die zugeführte Kapazitätsmessgröße K mit einem vorgegebenen Referenzwert R, der den zu erwartenden (Normal-)Wert der Kapazitätsmessgröße K im ungestörten Fall, d.h. in Abwesenheit eines Hindernisses im Schwenkweg 8 wiedergibt.
Bei der hinteren Kollisionsschutzeinrichtung 21 hängt dieser Normalwert der Kapazitätsmessgröße K von der Stellposition x2 der zugeordneten Seitentür 3 ab, da der Näherungssensor 23 mit dieser mitbewegt wird. Daher ist hier der Referenzwert R in an sich herkömmlicher Weise in Form einer Kennwerttabelle variabel in Abhängigkeit von der Stellposition x2 hinterlegt. Bei der vorderen Kollisionsschutzeinrichtung 20 ist der Normalwert der Kapazitätsmessgröße K nicht nur von der Stellposition x1 der zugeordneten Seitentür 2 abhängig, sondern zusätzlich auch von der Stellposition x2 der hinteren Seitentür 3, da diese bei einem Verstellvorgang in den Erfassungsraum des vorderen Näherungssensors 23 zumindest teilweise eindringen kann. In diesem Fall ist der Referenzwert R daher sowohl in Abhängigkeit der Stellposition x1 als auch in Abhängigkeit der Stellposition x2 hinterlegt. Diese Abhängigkeit des Referenzwertes R von den Stellpositionen x1 und x2 ist beispielhaft in 4 dargestellt.
4 zeigt jeweils in einer kontinuierlichen Kurve den Verlauf des Referenzwerts R in Abhängigkeit von der Stellposition x1 der vorderen Seitentür 2. Dabei ist mit gepunkteter Linie der Verlauf des Referenzwerts R bei geöffneter hinterer Seitentür 3 dargestellt (x2=xO), mit strich-punktierter Linie ist der Verlauf des Referenzwerts R bei zur Hälfte geöffneter hinterer Seitentür 3 dargestellt (x2=0,5*xO), und mit gestrichelter Linie ist der Verlauf des Referenzwerts R bei geschlossener hinterer Seitentür 3 dargestellt (x2=0).
Wie wiederum 3 zu entnehmen ist, wird der Steuereinheit 24 der hinteren Kollisionsschutzeinrichtung 21 der aktuelle Wert der Stellposition x2 durch die Stellvorrichtung 12, konkret durch das Motorsteuergerät 16, zugeführt, um den stellpositionsabhängigen Referenzwert R ermitteln zu können. Entsprechend erhält die Steuereinheit 24 der vorderen Kollisionsschutzeinrichtung 20 von den Motorsteuergeräten 16 der Stellvorrichtungen 12 und 13 den jeweils aktuellen Wert der Stellpositionen x1 und x2.
Jede der beiden Steuereinheiten 24 vergleicht fortlaufend die von dem zugehörigen Näherungssensor 23 zugeführte Kapazitätsmessgröße K mit dem türstellungsspezifisch ausgewählten Referenzwert R. Als Auslösekriterium für die Signalisierung eines drohenden Einklemmfalls ist dabei in der jeweiligen Steuereinheit 24 eine Toleranzschwelle hinterlegt. Sofern der Vergleich der Kapazitätsmessgröße K mit dem Referenzwert R ergibt, dass die Kapazitätsmessgröße K von dem Referenzwert R um mehr als die Toleranzschwelle abweicht, erkennt die Steuereinheit 24 diese Abweichung als Indiz für die Anwesenheit eines Hindernisses in dem jeweils zugehörigen Schwenkweg 8.
In diesem Fall erzeugt die jeweilige Steuereinheit 24 ein Auslösesignal S und leitet dieses Auslösesignal S dem Motorsteuergerät 16 der zugehörigen Stellvorrichtung 12 bzw. 13 zu. Die Stellvorrichtungen 12 und 13 sind hierbei dazu eingerichtet, bei Empfang des Auslösesignals S den laufenden Schließvorgang der jeweiligen Seitentür 2 bzw. 3 sofort zu beenden und die Türbewegung geringfügig zu reversieren.
In einer nicht explizit dargestellt weiteren Ausführungsform ist der Näherungssensor 23 durch einen Lidar-Sensor gebildet (Lidar: Abkürzung für engl. light detection and ranging). In diesem Fall erhält die (Lidar-) Kollisionsschutzeinrichtung 20 der vorderen Seitentür 2 eine Information darüber, wie weit die hintere Seitentür 3 geöffnet ist, ob diese sich also gewissermaßen im „Sichtbereich“ des Lidar-Sensors befindet, und kein Hindernis im eigentlichen Sinne darstellt. Gleiches gilt bei einer alternativen Ausführungsform, bei der ein Radar-Sensor als Näherungssensor eingesetzt ist.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung handelt es sich bei der vorderen Seitentür 2 im Sinne der Erfindung um das erste zu überwachende Verstellteil während es sich bei der hinteren Seitentür 3 um das weitere Verstellteil handelt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen (die ebenfalls nicht explizit dargestellt sind), sind durch die nachfolgend beschriebenen Anordnungen / Kombinationen gegeben:
Das erste Verstellteil ist eine - insbesondere rahmenlose - Seitenscheibe des Fahrzeugs, während das weitere Verstellteil die zugeordnete Seitentür ist. Die Kollisionsschutzeinrichtung (hier insbesondere als Einklemmschutz konzipiert) für die Seitenscheibe erhält sowohl die Stellposition der Seitenscheibe als auch die Stellposition der zugeordneten Seitentür als Eingangsgrößen.
Das erste Verstellteil ist eine Seitentür (ggf. eine Seiten-Schiebetür), während das zweite Verstellteil eine Heckklappe des Fahrzeugs ist. Die Kollisionsschutzeinrichtung (wiederum insbesondere als Einklemmschutz konzipiert) für die Seitentür erhält demnach die Stellposition der Heckklappe als Zusatzinformation.
Bei einer aus zwei Klappenteilen bestehenden geteilten Heckklappe ist das erste Verstellteil durch das erste Klappenteil gebildet, während das weitere Verstellteil durch das zweite Klappenteil gebildet ist.
Bei einer nach oben verschwenkbaren Knicktür, die zwei Türteile umfasst, wobei das erste Türteil gegenüber dem zweiten Türteil um einen Knickwinkel verschwenkbar ist, ist das erste Verstellteil durch das erste Türteil gebildet, während das zweite Verstellteil durch das zweite Türteil gebildet ist. Der Kollisions- bzw. Einklemmschutz erhält (insbesondere zur Auswahl des jeweils gültigen Referenzwertes im Fall eines kapazitiven Näherungssensors) sowohl die momentane Stellposition der Tür als auch den momentanen Knickwinkel der beiden Türteile zueinander.
Weiterhin kann es sich bei dem ersten und/oder dem weiteren Verstellteil um einen Fahrzeugsitz handeln. Vorzugsweise ist in diesem Fall als Näherungssensor ein Radarsensor zur Innenraumüberwachung des Fahrzeugs eingesetzt. Der Radarsensor kommuniziert dabei mit allen Sitzsteuergeräten, um die jeweilige Position der einzelnen Sitze zu ermitteln, um deren gegenseitige Beeinflussung bei der Realisierung eines Kollisionsschutzes zu berücksichtigen.
Die Erfindung wird an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen besonders deutlich. Sie ist gleichwohl auf diese Ausführungsbeispiele aber nicht beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: (vordere) Seitentür
3: (hintere) Seitentür
4: (vorderer) Kotflügel
5: (hinterer) Kotflügel
6: Schließstellung
7: Öffnungsstellung
8: Schwenkweg
10: Schließkante
12: Stellvorrichtung
13: Stellvorrichtung
15: Stellmotor
16: Motorsteuergerät
20: (vordere) Kollisionsschutzeinrichtung
21: (hintere) Kollisionsschutzeinrichtung
23: Näherungssensor
24: Steuereinheit
K: Kapazitätsmessgröße
R: Referenzwert
S: Auslösesignal
x1: Stellposition
x2: Stellposition

Claims

Kollisionsschutzeinrichtung (20) für ein erstes zu überwachendes Verstellteil (2) eines Kraftfahrzeugs (1), - mit einem Näherungssensor (23) zur Erfassung eines Hindernisses in einem Stellweg (8) des ersten Verstellteils (2), sowie - mit einer mit dem Näherungssensor (23) zusammenwirkenden Steuereinheit (24), die dazu eingerichtet ist, ein Messsignal (K) des Näherungssensors (23) auf einen drohenden Kollisionsfall hin auszuwerten und bei Detektion eines Hindernisses in dem Stellweg (8) ein den drohenden Kollisionsfall anzeigendes Signal (S) auszugeben, wobei zumindest ein Bestandteil des Näherungssensors (23) an dem ersten zu überwachenden Verstellteil (2) angeordnet ist, so dass ein Verstellvorgang des ersten Verstellteils (2) das von dem Näherungssensor (23) erfasste Messsignal (K) beeinflusst, wobei mindestens ein weiteres Verstellteil (3) des Kraftfahrzeugs (1) in der Nähe des ersten Verstellteils (2) angeordnet ist, so dass ein Verstellvorgang des weiteren Verstellteils (3) ebenfalls das von dem Näherungssensor (23) erfasste Messsignal (K) beeinflusst, und wobei die Steuereinheit (24) bei der Auswertung des Messsignals (K) sowohl die Stellposition (x1) des ersten Verstellteils (2) als auch die Stellposition (x2) des weiteren Verstellteils (3) berücksichtigt.
Kollisionsschutzeinrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei das erste und/oder das weitere Verstellteil (2,3) eine Seitentür, insbesondere eine verschwenkbare Seitentür, des Kraftfahrzeugs (1) ist.
Kollisionsschutzeinrichtung (20) nach Anspruch 2, wobei das erste Verstellteil (2) eine vordere Seitentür des Kraftfahrzeugs (1) ist, und wobei das weitere Verstellteil (3) eine hintere Seitentür des Kraftfahrzeugs (1) ist.
Kollisionsschutzeinrichtung (20) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Näherungssensor (23) dazu eingerichtet ist, eine Schließkante (10) der zugeordneten Seitentür (2) hinsichtlich eines Kollisionsfalls zu überwachen.
Kollisionsschutzeinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit (24) dazu eingerichtet ist, eine von dem Näherungssensor (23) erfasste Kapazitätsmessgröße (K) mit einem vorgegebenen Referenzwert (R) zu vergleichen und das den drohenden Kollisionsfall anzeigende Signal (S) auszugeben, wenn die Kapazitätsmessgröße (K) nach Maßgabe eines vorgegebenen Auslösekriteriums von dem Referenzwert (R) abweicht, und wobei der Referenzwert (R) variabel in Abhängigkeit von der Stellposition (x1) des ersten Verstellteils (2) und von der Stellposition (x2) des weiteren Verstellteils (3) vorgegeben ist.
Kollisionsschutzeinrichtung (20) nach Anspruch 5, wobei der Referenzwert (R) kontinuierlich in Abhängigkeit von der Stellposition (x1) des ersten Verstellteils und/oder von der Stellposition (x2) des weiteren Verstellteils (3) vorgegeben ist.
Kollisionsschutzeinrichtung (20) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Referenzwert (R) in diskreten Stufen in Abhängigkeit von der Stellposition (x1) des ersten Verstellteils (2) und/oder von der Stellposition (x2) des weiteren Verstellteils (3) vorgegeben ist.
Kollisionsschutzeinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste und/oder das weitere Verstellteil (2,3) mit Hilfe einer Stellvorrichtung (12,13) motorisch verstellbar ist, und wobei die oder jede Stellvorrichtung (12,13) dazu eingerichtet ist, die Stellposition (x1, x2) des zugeordneten Verstellteils (2,3) an die Steuereinheit (24) auszugeben.
Kollisionsschutzeinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei dem ersten und/oder dem weiteren Verstellteil (2,3) ein Wegsensor zugeordnet ist, und wobei der oder jeder Wegsensor dazu eingerichtet ist, die jeweilige Stellposition (x1, x2) des zugeordneten Verstellteils (2,3) an die Steuereinheit (24) auszugeben.
Kollisionsschutzeinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei dem ersten und/oder weiteren Verstellteil (2,3) ein Endschalter zugeordnet ist, und wobei der oder jeder Endschalter dazu eingerichtet ist, seinen jeweiligen Schaltzustand an die Steuereinheit (24) auszugeben.
Kraftfahrzeug (1) mit einem ersten Verstellteil (2), mit mindestens einem weiteren in dessen Nähe angeordneten Verstellteil (3), sowie mit einer Kollisionsschutzeinrichtung (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.